NMVOC分析需求增长，Signal Group开发便携式FID气体分析仪
2021-10-16 09:50:14   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

据麦姆斯咨询报道，目前市场对能够区分总挥发性有机化合物（TVOC）和非甲烷挥发性有机化合物（NMVOC）的参考级分析仪的需求不断增长。英国气体分析仪制造商Signal Group公司Stephane Canadas解释道：“这一需求增长主要是受到各国监管要求的驱动，很多国家都在寻求对气候变化产生影响的污染物和气体排放的控制措施。由于NMVOC是重要的空气污染物，而甲烷是主要的温室气体，因此对它们进行区分是非常必要的。”

数十年来，Signal Group已经开发出带有双火焰离子化探测器（FID）的气体分析仪，可以同时检测TVOC和NMVOC。此外，该公司还开发了一款“非甲烷截止器（NMC）”，可用于单独检测甲烷含量。

研究背景

甲烷是一种挥发性有机化合物，它不会形成局部光化学烟雾，但会加速全球范围臭氧的形成。由于甲烷没有毒性，通常未被列入污染物测量范围。然而，甲烷是影响气候变化的一个主要原因，作为一种重要的温室气体，未来20年内，甲烷对全球变暖的影响将是二氧化碳的72倍。此外，自1750年以来，大气中甲烷浓度增加了约150%。

NMVOC是化学成分显著不同的挥发性有机化合物，但不同成分在大气中会表现出类似的特性。NMVOC的排放源很多，包括燃烧活动、溶剂使用和生产过程等。此外，植被也会排放生物性NMVOC。对NMVOC排放总量进行测量，将有助于为空气中NMVOC的最大排放量提供一个标准。

VOC是重要的空气污染物，它们是生成对流层（地面）臭氧和二次有机气溶胶（颗粒物）的前体物，这两种物质对人体健康危害极大。近几十年来，许多国家在道路车辆的排放量以及燃料（包括天然气）生产和销售过程中采取相应措施，成功减少了VOC的排放。为了更好地履行“2030年国家减排承诺”（National Emission Reduction Commitments Directive）和联合国欧洲经济委员会（UNECE）颁布的《远距离越境空气污染公约》（Long-range Transboundary Air Pollution），各国必须进一步减少VOC的排放。此外，多个国家还实施了国内法规，要求监测和控制NMVOC的排放。

近期，由于一些举措，多个国家的NMVOC排放量有所下降。汽车催化转化器减少了尾气排放，汽油车燃油蒸发控制碳罐有效抑制了蒸发排放。严格的车辆尾气排放标准以及对汽油挥发性有机物排放的限制，有利地推动了减排成果。在工业过程中使用溶剂或溶剂类产品（例如油漆、涂料、粘合剂和清洁化学品）的部门，也有所减少。

发展历史

当然，有效的监测对控制NMVOC排放也发挥了至关重要的作用。1980年，Signal Group将其第一台双FID气体分析仪交付给英国沃林·斯普林实验室（Warren Spring Laboratory），该实验室当时隶属于英国政府工业部。在那段时间，Signal Group还与英国皇家航空研究院（Royal Aircraft Establishment）和国家燃气轮机研究中心（National Gas Turbine Establishment）密切合作，共同完成双FID仪器和非甲烷截止器的设计。该截止器带有一种催化剂，该催化剂可氧化除甲烷以外的所有VOC，因此利用双FID仪器的两个读数相减就能够获得NMVOC数值。

早期，一些客户更倾向使用单FID气体分析仪，其探测器可以通过非甲烷截止器对气体样本进行切换检测，它将样本分成两路，一路直接进入探测器，一路经过非甲烷截止器后再进入探测器。两路气体样本的最终检测读数会传输至“采样保持”电路，通过从TVOC读数中减去甲烷读数，可以得出NMVOC测量结果。不过，这种检测方法在样本浓度变化很快时，则存在显著缺点。

前景展望

在过去40年里，随着电子和仪器设计的发展，Signal Group不断开发出多款VOC气体分析仪。Stephane Canadas说道：“我们在产品稳定性、易用性、准确性和可靠性等方面不断改进。不过，各款FID气体分析仪和非甲烷截止器的基本操作原理都是相似的。”

FID气体分析仪非常稳定，因为它是通过电子比例流量控制器对燃料、空气和样本流量进行精确控制。此外，电子放大器的稳定性也有了很大的提高。通过采用32位微处理器及其内置算法来确保仪器校准期间两个探测器保持对齐，FID气体分析仪能够保持稳定的测量范围，从而消除了由于量程切换可能引起的误差。

Stephane Canadas在谈及Signal Group公司最新进展时表示：“S4 SOLAR XPLORE便携式气体分析仪是公司迄今为止最具创新性的产品，该款分析仪没有采用传统的内置屏幕，而是配备了可拆卸的平板电脑。”

S4 SOLAR XPLORE便携式气体分析仪

“现在，用户可以通过仪器内置WiFi，在附近方便的地方进行无线操控。这意味着用户再也不用在狭窄或危险的空间来操作仪器了。”Stephane Canadas继续说道。

除了气体分析仪和平板电脑之间可以无线连接，S4系列所有气体分析仪均配有软件，可随时随地通过RS232接口或以太网进行安全访问。“这意味着无论用户需要测量TVOC、NMVOC或同时测量二者时，都可以随时随地通过远程连接对仪器进行配置、校准和监控。”Stephane Canadas解释道，“用户对能够区分NMVOC和甲烷的气体分析仪需求的增长，可以解释为是对一种可行的检测参考方法的需求，用户需要一种无需采用高昂且复杂技术对VOC特定成分进行分析，就能达到气体污染物检测目的。”

延伸阅读：

《环境气体传感器技术及市场趋势-2020版》